建筑物系統節能保溫材料性能比較

田寶新

(太原理工大學，山西太原 030024)

我國20世紀80年代開始對建筑物系統節能保溫材料進行推廣。國家重點強調降低能源消耗，改善人民的生活環境。降低房屋建筑能耗首先從墻體材料、門窗材料開始，為節省土地資源禁止利用土地燒結粘土實心磚，門窗改用鋼制材料，從空腹鋼窗、實腹鋼窗、鋁合金窗、塑鋼窗到第五代斷橋鋁復合門窗，從材料改進到制作工藝改進，真正達到保溫節能效果。既為國家節省了大量土地資源和森林資源，又有利于國家經濟的健康發展，可謂利國利民的大好事。

在砌筑墻體材料方面，國家相繼開發出粘土實心磚的替代產品加氣混凝土砌塊、燒結頁巖磚、輕質混凝土墻板、灰砂燒結實心磚等。這些替代產品具有材質輕、導熱系數小、隔音效果好、耐高溫等特點，防火性能達到國家一級防火標準。以加氣混凝土砌塊為例與粘土實心磚進行比較，粘土實心磚容重1 700 kg/m3，加氣混凝土砌塊容重500 kg/m3～700 kg/m3，粘土實心磚導熱系數0.45千卡/(m·h)～0.58千卡/(m·h)，加氣混凝土砌塊導熱系數0.11千卡/(m·h)～0.18千卡/(m·h)，20 cm厚的加氣混凝土砌塊墻體保溫效果相當于49 cm厚粘土實心磚，加氣混凝土砌塊隔熱性能大大優于24 cm厚粘土實心磚墻體，加氣混凝土砌塊以品質較好的粉煤灰作摻合料，可充分發揮其形態效應、活性效應和微骨料效應，既經濟又可行。好的粉煤灰一方面能填充混凝土基材，甚至能填充水泥漿中的微孔，另一方面能與水泥水化析出的氫氧化鈣反應生成硅酸鈣膠體，這樣既改善了界面狀態，又提高了加氣混凝土砌塊的強度和耐久性。

在墻體保溫材料方面，廣泛推廣使用聚苯乙烯泡沫板、巖棉板、玻璃棉、橡塑海綿板、復合硅酸鹽漿料、聚苯乙烯擠塑板、聚氨酯漿料、珍珠巖水泥板、泡沫水泥板等系列產品。使用外墻外保溫材料不會產生熱橋、冷橋現象，具有良好的建筑節能效果，同時外墻外保溫還起到保護主體結構的作用，減少外界溫度、濕度和各種射線對主體結構的影響。隨著高層建筑的普及，要求墻體隔熱保溫的同時，又要求墻體保溫材料的耐火性能達到A級標準。沈陽、北京、上海高層建筑大火燒掉的是阻燃性墻體保溫材料，有機聚苯板防火等級為B級。為此，國家對各類建筑外保溫材料防火等級有了明確規定，高度不小于100 m的高層建筑和建筑高度不小于24 m的幕墻式建筑，使用的保溫材料燃燒性能必須達到A級不燃材料，安全環保型外墻外保溫材料是建筑物實現防火減災、節能降耗的關鍵材料。

外墻保溫用巖棉板具有較高的抗壓和抗拉伸強度、較低的吸水和吸濕性、尺寸穩定性良好、不會產生熱膨脹或收縮、耐老化等優點，能與外墻系統兼容，為建筑物提供有效的保溫節能、防火以及極端氣候保護等多種性能。

酚醛泡沫聚苯板材料特性:

1)高阻燃、低發煙。氧指數可達56%，煙密度小于5。1 200℃不燃燒，遇火只碳化無滴落物。

2)絕緣性好，導熱系數低。酚醛泡沫材料是由“密閉式小氣泡”組成，能良好阻斷溫度形成的熱對流現象。其導熱系數為0.02 W/(m·K) ～0.03 W/(m·K)，達到節約能源的目的。

3)耐候性穩定，耐熱性較高。酚醛保溫發泡材料使用溫度為－60℃～150℃，尺寸穩定，不吸水，抗老化，使用壽命長。

4)無氟發泡，無毒無味，是綠色環保建材。發泡過程不使用氟氯碳化物，配比合理，反應完全，形成的化合物無殘留毒物，無任何氣味，耐酸耐堿，對于酸性堿性具有良好的抵抗性。

擠塑聚苯乙烯(XPS)保溫板，具有獨特完美的閉孔蜂窩結構，其閉孔率達99%，故其保溫性能好。無論是隔熱性能、不吸水性能還是抗壓強度等方面特點都優于其他保溫材料，故在保溫性能上也是其他保溫材料所不能及的。擠塑板具有質輕、易搬運、易切割、易固定、施工便利成本低的優點，且使用壽命可達到70年，是優質性能的環保型材料。

YT無機活性墻體保溫板適用于高層建筑，防火等級A級。YT無機活性墻體保溫隔熱系統與其他保溫系統性能比較:

保溫材料品種大致分為五種:巖棉板、TY無機活性墻體保溫板、有機聚苯板(EPS)擠塑板、聚苯顆粒玻化微珠、無機保溫砂漿。環保性能:其中TY無機活性墻體保溫板屬于環保型，具有優質天然綠色無機保溫材料，有機聚苯材料污染環境不環保;防火性能:TY無機活性墻體保溫板為A級不燃，有機聚苯板(EPS)擠塑板為阻燃型，聚苯顆粒玻化微珠為阻燃型材料高溫易燃燒，無機保溫砂漿為不燃型材料;抗裂性能:TY無機活性墻體保溫板不開裂，有機聚苯板(EPS)擠塑板易開裂，聚苯顆粒玻化微珠易開裂，無機保溫砂漿易龜裂;抗水性能:TY無機活性墻體保溫板不滲水，有機聚苯板(EPS)擠塑板易滲水，聚苯顆粒玻化微珠易滲水結露，無機保溫砂漿易吸水溶脹;節能性能:TY無機活性墻體保溫板節能效果好，無空鼓作業，不存在冷熱橋，能滿足國家50%～60%的節能要求，上墻后導熱系數低于0.050，有機聚苯板(EPS)擠塑板粘貼面積30%～50%的空鼓，錨釘、網格布均存在冷熱橋問題，保溫層面易龜裂、滲水，綜合導熱系數大于0.083 6;施工性能:施工簡便快捷、工期短，比其他保溫系統節約一半以上工期，有機聚苯板(EPS)擠塑板施工工序多、難度大、工期長，聚苯顆粒玻化微珠反彈性高、不宜施工、工期長，無機保溫砂漿施工相對復雜、工期長;性價比:TY無機活性墻體保溫板省時、省工、省成本，工期節約一半以上，人工費減半。替代性強(替代水泥抹平砂漿，減少兩遍膩子，綜合造價可降低30%，有機聚苯板(EPS)擠塑板和其他材料工序多(抹底灰、粘結、打錨釘、貼網格布、抹抗裂砂漿)、工期長、人工費高、綜合成本高。門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面積約占建筑外圍護結構面積的30%，其能耗約占建筑總能耗的2/3，其中傳熱損失為1/3，所以門窗是外圍護結構節能保溫的重點。

采用熱阻大能耗低的節能材料，制造新型保溫節能門窗，可大大提高熱工性能。斷橋鋁復合門窗是利用塑料型材，將室內外兩層鋁合金隔開，又緊密連接成一個整體，構成一種新的隔熱型鋁型材。其隔熱性能解決了鋁合金散熱快的致命弱點，同時采取新的密封設計徹底解決了單純鋁合金密封不嚴的老大難問題。這種斷橋鋁新結構設計兼顧了塑料和鋁合金兩種材料的優勢，同時滿足裝飾效果和門窗強度，及耐老化性能的多種優點，可實現門窗的三道密封結構，合理分離水汽腔，成功實現汽水等壓平衡，顯著提高了門窗的水密性和氣密性，具有很好的性價比。

斷橋鋁窗與塑鋼窗性能比較分析:

1)抗風壓強度。

雖然塑鋼窗有鋼襯支撐，但鋼襯與鋼襯之間沒有連接，因此，在強度上沒有斷橋鋁高，抗風壓強度相對斷橋鋁較低。

2)水密性。

由于塑鋼窗的開啟，扇與框不是同一平面，向室內凹陷，因此容易積水，而斷橋鋁合金窗的開啟扇與框在同一平面，不易積水。

3)氣密性。

塑鋼窗的PVC型材是通過焊接連接的，在連接處沒有縫隙，而斷橋鋁合金窗是通過螺栓連接的，因此塑鋼窗氣密性優于斷橋鋁窗。

4)防火性能。

塑鋼窗的防火性能是難燃型，斷橋鋁合金窗是不燃型，因此斷橋鋁合金窗的防火性能優于塑鋼窗。

5)采光性能。

由于塑鋼窗在外立面的投影尺寸比斷橋鋁合金窗大，其框扇構件遮光面積比斷橋鋁合金窗大10%左右，因此同樣的洞口尺寸，塑鋼窗的采光性能比斷橋鋁合金差10%左右。

斷橋鋁合金窗的組成結構是結合了木窗的環保、鋼窗的牢固安全、塑鋼窗保溫節能的共性。是由兩個不同斷面通過節能隔熱條組合而成。它的主要作用是起到熱傳遞中間斷開，防止冷熱傳遞迅速或緩熱傳遞。斷橋鋁合金保溫隔熱性能好，采用隔熱型材內外框軟性結合，邊框采用一膠條雙毛條的密封形式，關閉嚴密、氣密、水密性能特佳，保溫性能優越，窗扇采用中空玻璃結構，使窗戶真正顯示出隔音、隔熱、保溫功能，大量節省采暖和制冷費用，傳熱系數K值在2.23 W/2K～2.94 W/2K以下，節能效果顯著。

[1] 徐春禮.輕骨料混凝土小型空心砌塊的質量現狀及改進措施[J].工程質量，2011，29(249):11-12.

[2] 李海洲，王治君，秦 亮.保溫墻體節能體系研究[J].山西建筑，2010，36(13):225-226.